TDSCDMA 寻呼分析V11.docx
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TDSCDMA寻呼分析V11
寻呼分析
目录
第1章寻呼1
1.1寻呼的定义1
1.2空闲模式下UE的工作状态1
1.3寻呼基本过程3
第2章寻呼原则5
2.1寻呼原则5
2.2寻呼相关信道5
2.3PCH和PICH信道配置7
2.4寻呼能力分析7
第3章寻呼无线参数9
3.1寻呼指示因子长度9
3.2寻呼分组数目9
3.3寻呼重复周期10
3.4UTRAN的K值10
3.5CS域K值11
3.6PS域K值11
3.7PCH到达窗口时间起点11
3.8PCH到达窗口时间终点12
3.9PICH所在时隙（下行时隙）12
3.10SCCPCH功率13
3.11PICH功率13
第4章寻呼优化流程15
第5章寻呼案例16
第6章附录17
第一章寻呼
一.1寻呼的定义
寻呼过程用于在寻呼控制信道（PCCH）上给选定的处于空闲模式、CELL_PCH或URA_PCH状态下的UE传输寻呼信息。
网络高层可能要求寻呼，例如建立一个信令连接。
UTRAN能在CELL_PCH或URA_PCH状态下启动寻呼以触发cell更新过程。
另外，UTRAN能在空闲模式、CELL_PCH或URA_PCH状态下启动寻呼来触发UE读取更新后的系统信息。
UTRAN同样能在CELL_PCH或URA_PCH状态下启动寻呼来释放RRC连接。
一.2空闲模式下UE的工作状态
闲模式指的是从UE开机到连接建立这段时间。
在空闲模式下，UE的任务可按以下几个方面来划分：
PLMN网络的选择和重选；
小区选择和重选；
位置登记；
监视寻呼信息；
UE开机以后，首先将试图找到一个合适的小区以便使用网络提供的服务（如接收寻呼或发起呼叫等），开机后的UE应尽快进入‘正常小区驻留’或‘任意小区驻留’状态。
UE开机后的小区选择过程首先由属于NAS层的MM子层发起，或者说小区选择过程始于NAS层的PLMN网络选择过程
（1）正常小区驻留状态
当UE选择的小区满足下述条件时，UE所处的状态称为正常驻留状态。
在此状态下，UE可以获得网络提供的正常服务，如响应寻呼或发起正常的呼叫等。
在‘正常小区驻留’状态下，UE的主要任务如下：
按系统信息的参数选择和监视寻呼信道PCH；
收听系统信息广播；
为小区重选评估过程进行必要的测量；
若小区正常驻留的条件不再被满足（小区被阻或无线环境恶化）或发现了更好的小区
等诸多事件的触发下，UE将执行小区重选评估过程；
（2）任意小区状态
发生下述几种情况中的任一种时，UE将进入该状态：
没有找到合适的小区（满足正常驻留的条件）；
没有找到可接受的小区（acceptablecell）；
在正常驻留时用户拔掉USIM卡或开机时无USIM；
在此状态下，UE将试图找到一个可接受的小区（无线参数满足小区驻留的标准，但不满足合适小区的前3项条件）。
对于支持多种RAT（如GSM）的UE来说，除了搜索UTRAN小区外，还应搜索其它模式的小区。
（3）任意小区驻留状态
处于‘选择任意小区’状态的UE，若找到了一个可接受的小区，则进入该状态。
UE在此状态下的典型特征就是只能获得网络提供的受限服务（如发起紧急呼叫）。
除此而外，该状态下的任务与‘正常小区驻留’状态相似，也需为小区重选评估过程进行必要的测量，一旦触发小区重选的条件出现，就执行小区重选过程。
UE应在空闲模式、CELL_PCH和URA_PCH状态接收它所监听的寻呼时段内的寻呼信息。
对UTRAN通过在PCCH上适当的寻呼时段广播PAGINGTYPE1消息启动寻呼过程。
一.3寻呼基本过程
UE在空闲模式下，一直监听寻呼信息，以便随时能够响应网络的寻呼。
处在空闲模式和连接模式（CELL_PCH或URA_PCH状态）下的UE将根据不同的参数计算其要监视的寻呼时段，并收听寻呼消息。
当UE接收到寻呼消息后，根据非接入层的指示，可以建立无线链路的连接，或不响应该寻呼消息。
如果网络要寻呼UE，首先由CN通过Iu接口调用RANAP的寻呼过程来把寻呼消息发送给RNC，RNC收到寻呼请求后，将在PCCH信道上向UE发起寻呼类型1消息来寻呼特定的UE。
UTRAN通过在PCCH上适当的寻呼时段发送寻呼类型1消息来发起寻呼过程。
为提高寻呼的接收概率，UTRAN可以在几个寻呼时段向UE重复发送同一条寻呼类型1消息。
寻呼类型1消息中可以包含信息单元“寻呼记录”，以实现在同一寻呼时段对几个UE发起寻呼。
如果网络要寻呼处于空闲状态、CELL_PCH或者URA_PCH状态的UE，UTRAN通过发送PAGINGTYPE1消息进行寻呼某个UE，首先由CN通过Iu接口调用RANAP的寻呼过程来把寻呼消息发送给RNC,RNC收到寻呼请求后，将在PCCH上向UE发起寻呼类型1消息来寻呼特定UE.当UE通过Uu接口收到RNC对自己的寻呼消息PAGINGTYPE1后，若可以响应寻呼，将发起RRC连接建立过程。
对于系统一些重要参数的更新也通过发送寻呼类型1的方式来进行。
RNC在处理CN的寻呼消息时检查UE是否存在寻呼域之外的其它CN域信令连接。
如果存在其它的CN域信令连接，且UE处于CELL_DCH或者CELL_FACH状态，则在无线接口上，通过已经存在的连接的DCCH信道下发寻呼类型2的寻呼消息；此类型的寻呼也叫做专用寻呼过程。
如果存在其它的CN域信令连接，且UE处于CELL_PCH或者URA_PCH状态，则在无线接口上，通过PCCH信道下发寻呼类型1的寻呼消息（寻呼范围）。
如果不存在其它的CN域信令连接，通过PCCH信道下发寻呼类型1的寻呼消息。
第二章寻呼原则
二.1寻呼原则
1．每个小区可以有多个公共传输信道，可以有多个传输信道承载PCH信道。
UE接收寻呼消息时是根据IMSI来选择其中一条公共传输信道来接收的，因此发送时要根据IMSI选择对应的公共传输信道发送。
2．根据控制面和用户面功能划分，控制面负责接收CN来的消息以及产生RNC要发送的寻呼消息，用户面负责根据PCH/SCCPCH/PICH信道的配置等相关信息，对具体的UE的寻呼消息进行的计算，在特定的时机把寻呼消息传给NodeB，由NodeB负责从Uu口发送出去。
对于每个寻呼消息最多给予4次寻呼的机会。
3．RNC和NodeB分工如下，RNC根据CFN在Iub口上通过PCHFP帧发送PCH帧给NODEB，NODEB所要完成的工作是生成对应的PICH帧发送到Uu口，或者把一个寻呼子信道对应的PCH帧映射到两个无线帧上去。
为了寻呼处于空闲状态、CELL_PCH或者URA_PCH状态的UE，UTRAN通过发送PAGINGTYPE1消息进行寻呼。
为了增加UE接收到寻呼的机会，UTRAN对一个寻呼消息进行多次重复发送。
4．为了寻呼处于空闲状态、CELL_PCH或者URA_PCH状态的UE，UTRAN通过发送PAGINGTYPE1消息进行寻呼。
为了增加UE接收到寻呼的机会，UTRAN对一个寻呼消息进行多次重复发送。
5．UTRAN通过在一个PAGINGTYPE1消息中为每个UE设置一个PAGINGRECORD来实现在同一个寻呼时机同时寻呼多个UE。
6．寻呼消息在PCCH上发送，对应的传输信道是PCH。
为了实现DRX，PCH被分成一个个PCH块，每个PCH块由NPCH个寻呼子信道组成。
NPCH由上层配置（取值1到8）。
每个寻呼子信道映射到一个PCH块中的两个连续的PCH帧上。
层3的对于某个UE的寻呼消息在寻呼子信道中传输。
对于寻呼子信道的分配和寻呼指示分配是相对独立的。
二.2寻呼相关信道
PICH.寻呼指示，用来传送寻呼指示的物理信道。
PCCH:
用于传输寻呼消息的下行逻辑信道，当网络不知道某UE所处CELL或UE处于CELLCONNECTEDSTATE时使用。
PCH:
下行传输信道，用于对某个小区广播控制信息以allowingefficientUEsleepmodeprocedures.三种类型信息：
寻呼、通知（notification）、UTRANnotificationofBCCHinformation
SCCPCH:
物理信道，PCH和FACH可以映射到一条或多条SCCPCH信道从而可以使PCH或FACH的容量适应不同需求。
系统消息块类型5（SIB5）定义了用于空闲模式的公共信道。
在一个小区内可以建立一条或多条用于承载寻呼消息的PCH传输信道。
每一条公共控制物理信道（S-CCPCH）可以承载一条PCH传输信道。
小区内S-CCPCH数目由系统消息进行广播。
对每一条PCH，都有一条寻呼指示信道PICH与之相伴，两者共同构成一个寻呼块。
一个寻呼消息块由NPCH个连续的寻呼分组组成，一个寻呼分组对应一个寻呼子信道，一个寻呼子信道对应两个连续PCH帧，因而一个寻呼消息块中共计2×NPCH个PCH帧。
PCH是一个用于从RNC寻呼UE的特殊的广播信道。
如上所述，PCH映射到S-CCPCHs（可以与P-CCPCHs时分复用）。
PCH的位置在BCH中指示（这可以增加系统的灵活性）。
寻呼指示信道（PICH：
PagingIndicatorCHannel）不承载传输信道的数据，但却与传输信道PCH配对使用，用以指示特定的UE是否需要解读其后跟随的PCH信道（映射在S-CCPCH上）。
PICH固定使用扩频因子SF=16。
一个完整的PICH信道由两条码分信道构成。
信道的持续时间为两个子帧（10ms）。
根据需要，也可将多个连续的PICH帧构成一个PICH块。
PICH信道配置所需的物理层参数、信道数目以及信道结构等信息由系统信息广播。
PCH数据帧包含寻呼指示信息和寻呼信息。
要寻呼一个UE，需要发送一个或多个PCH数据帧。
如果使用了两个或两个以上连续数据帧，第一帧包含寻呼指示信息，剩余部分包含寻呼消息。
一个寻呼块由一个PICH块和一个PCH块组成。
如果PICH块中一个寻呼指示被置为1则表明该寻呼指示对应的UE将读取同一寻呼块中的对应寻呼子信道。
NGAP>0表示PICH块的结尾和PCH块的开头之间的帧数，由上层配置，如下图所示：
二.3PCH和PICH信道配置
寻呼指示：
PICH.用来传送寻呼指示的物理信道。
寻呼：
PCCH:
用于传输寻呼消息的下行逻辑信道，当网络不知道某UE所处CELL或UE处于CELLCONNECTEDSTATE时使用。
PCH:
下行传输信道，用于对某个小区广播控制信息以allowingefficientUEsleepmodeprocedures.三种类型信息：
寻呼、通知（notification）、UTRANnotificationofBCCHinformationSCCPCH:
物理信道，PCH和FACH可以映射到一条或多条SCCPCH信道从而可以使PCH或FACH的容量适应不同需求。
系统消息块类型5（SIB5）定义了用于空闲模式的公共信道。
在一个小区内可以建立一条或多条用于承载寻呼消息的PCH传输信道。
每一条公共控制物理信道（S-CCPCH）可以承载一条PCH传输信道。
小区内S-CCPCH数目由系统消息进行广播。
对每一条PCH，都有一条寻呼指示信道PICH与之相伴，两者共同构成一个寻呼块。
UTRAN通过在一个PAGINGTYPE1消息中为每个UE设置一个PAGINGRECORD来实现在同一个寻呼时机同时寻呼多个UE。
寻呼消息在PCCH上发送，对应的传输信道是PCH。
为了实现DRX，PCH被分成一个个PCH块，每个PCH块由NPCH个寻呼子信道组成。
NPCH由上层配置（取值1到8）。
每个寻呼子信道映射到一个PCH块中的两个连续的PCH帧上。
层3的对于某个UE的寻呼消息在寻呼子信道中传输。
对于寻呼子信道的分配和寻呼指示分配是相对独立的。
二.4寻呼能力分析
寻呼能力与PCH与PICH的通道带宽相关。
根据协议规定，PICH与PCH是一一对应的，它们具有相同的码道数目。
寻呼能力的带宽由如下因素决定：
1，SCCPCH码道数目2.PCH,PICH的PBP（帧重复周期）3.寻呼消息重复次数。
对于短消息的寻呼，其寻呼过程与普通的话音业务寻呼相同，因此在计算时可以将短消息的话务量等同于话音业务的话务量进行合并计算，在下面的计算中按照忙时呼叫模型2次/用户来计算。
我们以SCCPCH占用2个码道为例，进行分析：
PICH：
SF=16，每个子帧44个符号，一帧中包含：
44×2（2个子帧）×2（2个码道）=176符号，每个寻呼指示因子的长度可以为2、4或8个符号（长度对应于4、8或16个比特）。
如果按照4个符号平均，176/4=44个用户。
由于PBP为64帧（640ms），重复因子为2，那么PICH的寻呼强度=44/0.64/2=34次/秒。
PCH：
3个码道的单个寻呼分组传输信道配置3×240。
一个寻呼分组最多能放下寻呼记录数为（其中７位是用户面对寻呼记录的编码）IMSI，（240*3-7）/72=9.9，TMSI，（240*3-7）/40=17.8。
每个寻呼分组最大容纳的IMSI个数为9，TMSI个数为17个。
如果按照PBP=64帧，重复因子=4计算，寻呼分组=8计算，IMSI寻呼能力＝9×8/0.64/4=28次/秒。
可以看出PCH能力小于PICH，所以寻呼能力由PCH能力决定。
考虑到PCH,PICH平衡，如果资源可用的话，可以增加寻呼分组。
以上分析为例,实际网络的寻呼能力取最小值，即28用户/S，忙时呼叫模型按照2次计算，容纳用户数为：
3600*28/2=50400用户，再考虑50%的余量，单位置区用户容量为25200用户。
对于当前系统满配置的15万用户,需要配置150000/25200=6个位置区。
由于寻呼的瓶颈主要在于PCH，因此我们对目前PCH最大的能力进行分析。
PBP=64帧，是由于UE受限造成的，部分UE接收BCH的消息的同时，会无法处理PCH,PICH,因此PCH,PICH需要与BCH的部分SIB消息错开，因此PBP目前无法改进，有待UE改进。
而SCCPCH的码道数目由功率决定，目前设备最多能够提供为3，所以PCH能力。
IMSI=（240*3-7）/72=9.9,能力9×8/0.64/4=28条/秒，另外，由于SCCPCH在TS0的数目主要受限于功率，所以可以将SCCPCH分配到其他时隙，也可以提高码道数目。
第三章寻呼无线参数
寻呼的参数设置主要是在寻呼时间和UE的寻呼效率之间进行平衡，寻呼指示出现的越频繁,寻呼响应的时间就越短，但是同时UE也要越频繁地检测PICH和PCH，造成UE耗电增加,影响待机时间。
另外对寻呼能力影响比较大地一个参数是寻呼重复因子，合理设置寻呼重复因子可以最大限度地利用起系统的寻呼能力。
三.1寻呼指示因子长度
基本信息如下
参数名称
取值范围
物理单位
调整步长
寻呼指示因子长度
2、4、8
符号
缺省值
传送途径
作用范围
参数出处
4
RNC->UE
CELL
3GPP25.331
PICH信道的内容由一系列的寻呼指示因子组成，每个寻呼指示因子的长度可以为2、4或8个符号（在QPSK调制下，寻呼指示因子长度对应于4、8或16个比特。
对TD-SCDMA系统，每帧有176个符号（QPSK），因而可以指示的UE分组数目分别为88、44或22。
为了提高系统的抗干扰能力，每个寻呼指示因子中的连续比特被交织地放在Midamble码的两边，奇数比特被放在左边，偶数被放在右边）。
一个寻呼块数据由一个PICH信息块和PCH块构成。
当UE寻呼分组对应的寻呼指示因子中的比特数全为1时，则UE被要求接收PICH信道之后的PCH的寻呼子信道，以确定寻呼消息中是否包含着对本UE的寻呼。
在PICH和PCH之间，网络将保证UE有足够的处理时间（NGAP帧）。
该参数设置过大时，每帧可指示的个数变小，被叫接通时间过长；反之，处于小区边缘的UE不易读取到PICH（冲击响应幅度过低），导致被叫呼通率过低。
三.2寻呼分组数目
基本信息如下
参数名称
取值范围
物理单位
调整步长
Npch
1~8
缺省值
传送途径
作用范围
参数出处
8
RNC->UE
CELL
3GPP25.331
一个寻呼消息块由Npch个连续的寻呼分组组成，一个寻呼分组对应着一个寻呼子信道，一个寻呼子信道对应两个连续的PCH帧。
此参数设置越大，一个寻呼周期内的寻呼容量越大,因此应尽量配置为协议最大值。
（目前1.03版本已经缺省为协议最大值）
三.3寻呼重复周期
基本信息如下：
参数名称
取值范围
物理单位
调整步长
RepetPrd
1,2,4,8,16,32,64
缺省值
传送途径
作用范围
参数出处
64
RNC->UE
CELL
3GPP25.331
承载了PCH信息的SCCPCH和其配对使用的PICH的RepetitionPeriod相同。
设置过小，PICH的数量会大大增加，浪费UE的电池资源；反之，会导致被叫寻呼响应时间变长。
三.4UTRAN的K值
基本信息如下：
参数名称
取值范围
物理单位
调整步长
UTRAN的K值
3~9
1
缺省值
传送途径
作用范围
参数出处
6
RNC->UE
RNC
3GPP25.331
该参数主要是用来计算UTRAN域DRX周期（寻呼由UTRAN发起）。
DRX周期长度为MAX（2k，PBP），在比较和PBP（PagingBlockPeriodicity）为寻呼重复周期。
设置过大，会导致DRX周期过长,造成寻呼时间过长。
设置过小，则PICH的数量会大大增加，浪费UE的电池资源。
三.5
CS域K值
基本信息如下：
参数名称
取值范围
物理单位
调整步长
6~9
缺省值
传送途径
作用范围
参数出处
7
RNC->UE
CN
3GPP25.331
该参数主要是用来计算CS域DRX周期（寻呼由CN发起）。
在DRX模式下，UE仅需在每一DRX周期内的寻呼时刻监视一个寻呼指示因子。
DRX周期长度为MAX（2k，PBP），在比较和PBP（PagingBlockPeriodicity）为寻呼重复周期。
设置过小，浪费UE电池资源；反之会导致UE作被叫时，接通时间过长。
三.6PS域K值
基本信息如下：
参数名称
取值范围
物理单位
调整步长
6~9
缺省值
传送途径
作用范围
参数出处
7
RNC->UE
CN
3GPP25.331
该参数主要是用来计算PS域DRX周期（寻呼由CN发起）。
DRX周期长度为MAX（2k，PBP），在比较和PBP（PagingBlockPeriodicity）为寻呼重复周期。
参数调整影响
设置过小，浪费UE电池资源；反之会导致UE作被叫时，接通时间过长。
三.7PCH到达窗口时间起点
基本信息如下：
参数名称
取值范围
物理单位
调整步长
PCH到达窗口时间起点
0~1279
ms
1ms
缺省值
传送途径
作用范围
参数出处
7
RNC->UE
CELL
3GPP25.331
该参数用于传输信道同步过程，与ToAWE一起，组成FP帧接收窗口。
ToAWS代表窗口的开始时间，其偏移的基准为ToAWE。
ToAWE为接收窗口的结束时间。
参数调整影响
ToAWS的取值大小决定了传输信道同步过程下行接收窗口的大小。
窗口越大，同步过程更易实现，但是同步过程需要很大的缓冲区；窗口越小，所需缓冲区越少，而同步过程较难实现。
三.8PCH到达窗口时间终点
基本信息如下：
参数名称
取值范围
物理单位
调整步长
PCH到达窗口时间终点
0~2559ms
缺省值
传送途径
作用范围
参数出处
7
RNC->UE
CELL
3GPP25.331
该参数用于传输信道同步过程，与ToAWS一起，组成FP帧接收窗口。
ToAWE代表接收窗口的结束时间，其偏移的基准为LTOA。
LTOA为最迟到达时间，是NODEB内部参数，与NODEB的数据处理时延有关。
参数调整影响
该值不应太大，否则所需缓存越大.
三.9PICH所在时隙（下行时隙）
基本信息如下
参数名称
取值范围
物理单位
调整步长
PICH所在时隙（下行时隙）
0~2,3,4,5,6
缺省值
传送途径
作用范围
参数出处
0
RNC->UE
CELL
3GPP25.331
该参数规定了PICH所在的下行时隙号。
设置在0时隙，PICH会对PCCPCH产生干扰，同时也会遭受到来自PCCPCH的干扰；当设置在其他非0时隙时，当业务量较大时，会遭受来自DPCH的干扰。
三.10SCCPCH功率
基本信息如下
参数名称
取值范围
物理单位
调整步长
SccpCHPwr
-35db~+15
db
0.1
缺省值
传送途径
作用范围
参数出处
-4.1
RNC->UE
CELL
3GPP25.331
SCCPCH的发射功率。
该值是个比值，是相对于PCCPCH的功率水平的。
由于SCCPCH是承载PCH和FACH传输信道的，故该值设置过小，将会影响寻呼和接入。
另外由于一般将SCCPCH设置在TS0，故该值过大，会导致PCCPCH功率降低。
三.11PICH功率
基本信息如下：
参数名称
取值范围
物理单位
调整步长
PiCHPwr
-10~+5
db
1
缺省值
传送途径
作用范围
参数出处
0
RNC->UE
CELL
3GPP25331
定义了下行寻呼指示信道PICH发射功率，影响小区的寻呼范围和性能。
这里的功率是相对于PCCPCH的功率相对偏置量。
PICH是和SCCPCH时分复用的。
设置过大，会导致PCCPCH的发射功率值无法正常设置到规划需要的需要的强度。
过低，将会导致小区边缘的UE无法侦听到PICH。
第四章寻呼优化流程
第五章寻呼案例
地点：
北京TD-SCDMA外场
现象：
被叫无法接通
分析：
经过分析，发现问题区域主要集中在RNC6和RNC20两个RNC的边界区域，而RNC6与RNC20分别在两个LAC区下，并且归属于不同的MSC（CN），如此以来造成在跨LAC区进行CS业务测试时，CN在寻呼被叫用户时，从VLR中获取LAC区信息，只能在原LAC区中下发寻呼消息，导致被叫用户寻呼无响应。
同时CN侧的寻呼机制为寻呼一次，如不成功侧寻呼失败。
解决措施：
由于LAC区调整困难（不属于不同的CN），则主要是对CN的寻呼机制进行了调整，将原来的一次寻呼机制改成二次寻呼，并且第二次寻呼以UE新的LAC登记区域进行寻呼。
更改后寻呼成功率有了明显的提升。
建议：
针对这种跨VLR的寻呼，只能在进行规划时尽量将这种区域放在话务量不太密集的区域，将跨VLR的区域尽量减少。
第六章附录
A.1位置区
在核心网定义了两个区域，即位置域（LA）和路由域（RA）。
在UTRAN定义了
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